Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 231

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  struktura geometryczna powierzchni
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
EN
This paper presents the results of research on the effect of the roller burnishing process on the surface topography and tribological properties of 42CrMo4 steel. Surface topography after burnishing was characterized using parameters defined in the ISO 25178 standard. Tribological tests were carried out on a T-11 tester in a ballon-disc configuration under both dry and lubricated friction conditions, with variable load, sliding speed, and sliding distance. Each experiment was performed three times. The results showed that roller burnishing significantly reduced surface roughness and produced a texture with dominant valleys, high kurtosis, and strong anisotropy, which favor lubricant retention. Tribological tests confirmed a substantial improvement in wear resistance and a reduction in the coefficient of friction, particularly under lubricated conditions, where wear decreased by more than two orders of magnitude (from 33025 μm³ to 7898 μm³). Optimization of tribological performance using the COPRAS method indicated that low loads (5 N) and sliding speeds of 0.45–0.70 m/s were the most favorable. The findings confirm the high effectiveness of roller burnishing in enhancing the operational properties of steel components.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu procesu nagniatania rolkowego na strukturę geometryczną powierzchni oraz właściwości tribologiczne stali 42CrMo4. Do scharakteryzowania struktury geometrycznej powierzchni po procesie nagniatania wykorzystano parametry dostępne w normie ISO 25178. Badania tribologiczne wykonano na testerze T-11 w układzie kulka–tarcza w warunkach tarcia suchego i smarowanego przy zmiennych parametrach obciążenia, prędkości poślizgu i drogi tarcia. Testy były wykonywane z trzykrotną powtarzalnością. Wyniki wykazały, że nagniatanie rolkowe prowadzi do istotnej redukcji chropowatości, powstania powierzchni o dominujących dolinach, wysokiej kurtozie i silnej anizotropii, sprzyjających retencji środka smarnego. Testy tribologiczne potwierdziły znaczną poprawę odporności na zużycie oraz obniżenie współczynnika tarcia, szczególnie w warunkach smarowania, gdzie redukcja zużycia osiągnęła ponad dwa rzędy wielkości (z 33025 μm³ do 7898 μm³). Optymalizację warunków tribologicznych przeprowadzono metodą COPRAS, wskazując niskie obciążenia (5 N) i prędkości 0,45–0,70 m/s jako najbardziej korzystne. Uzyskane wyniki potwierdzają wysoką skuteczność nagniatania rolkowego w poprawie właściwości eksploatacyjnych elementów stalowych.
PL
W artykule przedstawiono rezultaty badań eksperymentalnych procesu cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną stali. Analizowano wpływ prędkości przecinania na strukturę geometryczną przecięcia. Stwierdzono istotny wpływ tego parametru procesu i zróżnicowanie efektów w zależności od grubości przecinanego materiału.
EN
The results of experimental research on the high-pressure water-abrasive jet cutting process of steel are presented. Analyzed was the influence of cutting speed on the geometric structure of the cut. The significant influence of this process parameter and the variation of effects depending on the thickness of the material being cut were noted.
EN
The paper presents the results of experimental tests of coating systems for military applications. The determination was based on measurements of surface geometric structure. The tests were carried out for two-layer masking coating systems made in three variants: coating system (SP1), coating system modified with carbon nanotubes (SP2), coating system modified with glass microspheres (SP3). Paint coating systems were applied by pneumatic spraying to DC01 steel samples using SATA guns. Due to their properties, painting systems can be used on military equipment and vehicles.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych systemów powłokowych do zastosowania w technice wojskowej. Ocenę właściwości oparto na pomiarach struktury geometrycznej powierzchni. Badania przeprowadzono dla dwuwarstwowych maskujących systemów powłokowych wykonanych w trzech wariantach: system powłokowy (SP1), system powłokowy modyfikowany nanorurkami węglowymi (SP2), system powłokowy modyfikowany mikrosferami szklanymi (SP3). Lakiernicze systemy powłokowe nanoszono metodą natrysku pneumatycznego na próbki ze stali DC01 za pomocą pistoletów firmy SATA. Ze względu na swoje właściwości systemy malarskie mogą być stosowane na sprzęcie i pojazdach wojskowych.
EN
The properties of titanium nitride (TiN:Ag) coatings applied by physical vapour phase deposition technique (PVD) on Ti13Nb13Zr alloy were subject to evaluation. The study presents the results of surface geometrical structure, adhesion and tribological tests. The geometric structure of the surface was examined using optical microscopy. A scratch test was used to assess adhesion. The model tribological tests were carried out in a rotary motion under technically dry friction conditions, lubricated with Ringer’s solution. In the case of technically dry friction, the analysis of the tribological test results indicated that the TiN:Ag coating was characterised by higher resistance to motion and lower wear compared to Ti13Nb13Zr. Friction coefficients registered during friction subject to lubrication with Ringer’s solution were compared for both materials; however, the surface wear was significantly lower in titanium alloy. The scratch test pointed towards high adhesion of the TiN:Ag coating. The study results provide insight into Ti13Nb13Zr alloy, titanium nitride coatings and their potential use for surgical instruments.
PL
Ocenie poddano właściwości powłok azotku tytanu (TiN:Ag) naniesionych metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stopie Ti13Nb13Zr. Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni, adhezji oraz testów tribologicznych. Strukturę geometryczną powierzchni zbadano przy użyciu mikroskopii optycznej. Do oceny adhezji wykorzystano test zarysowania, tzw. scratch test. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu obrotowym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz ze smarowaniem płynem Ringera. Analiza wyników badań tribologicznych wskazała, że w przypadku tarcia technicznie suchego powłoka charakteryzowała się jedocześnie większymi oporami ruchu i mniejszym zużyciem w porównaniu z Ti13Nb13Zr. Współczynniki tarcia zarejestrowane podczas tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera były porównywane dla obu materiałów, z kolei zużycie powłoki było dużo mniejsze w odniesieniu do stopu tytanu. Test zarysowania wskazał na wysoką adhezję powłoki TiN:Ag. Uzyskane wyniki badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok azotku tytanu oraz możliwości ich potencjalnego zastosowania na narzędzia chirurgiczne.
5
Content available remote Analiza struktury geometrycznej powierzchni stali X5CRNI18-10 po cięciu plazmowym
PL
W artykule skrótowo przedstawiono charakterystykę procesu cięcia strumieniem plazmy. Dała ona podstawę do analiz struktury geometrycznej powierzchni (SGP) przecięcia stali nierdzewnej X5CRNI18-10 po cięciu plazmowym. Na podstawie mikrotopografii zarejestrowanych bezstykową optyczną metodą triangulacji laserowej przeprowadzono szereg analiz umożliwiających ocenę analizowanych powierzchni przecięcia. Dodatkowo ocenę uzupełniono obserwacjami metodą mikroskopii optocyfrowej.
EN
The article briefly presents the characteristics of the plasma jet cutting process. It gave the basis for the texture analyses of the X5CRNI18-10 stainless steel cut surface after plasma cutting. A number of analyses (island analysis, furrow analysis, histogram of the number of vertices) were carried out on the basis of microtopographies recorded with the non-contact optical laser triangulation method to evaluate the analyzed cut surfaces. In addition, the evaluation was complemented with opto-digital microscopy observations.
PL
Przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu warunków obróbki wibro-ściernej na kształtowanie morfologii i struktury geometrycznej powierzchni klamek ze stopu magnezu AZ91. Zakres prezentowanych badań obejmował obróbkę odlewanych klamek ze stopu magnezu w wygładzarce wibro-ściernej z zastosowaniem różnego typu kształtek ściernych ceramicznych, żywicznych i porcelanowych oraz ich wybłyszczania i suszenia granulatem z kolby kukurydzy w suszarce wibracyjnej. Pomiary morfologii i struktury geometrycznej powierzchni klamek ze stopu magnezu wykonano po każdym etapie obróbki wibro-ściernej z zastosowaniem mikroskopu i profilometru optycznego.
EN
In the paper there were presented the results of studies on the influence of vibration-abrasive treatment conditions on the morphology and geometric structure of surfaces of handles made of magnesium alloy AZ91. The scope of the presented studies included attempts to process cast magnesium alloy handles in a vibratory-abrasive smoothing machine using various types of ceramic, resin and porcelain abrasive fittings as well as their polishing and drying with granules from the corn cob in a vibratory dryer. The morphology and geometric structure of the surface of the magnesium alloy handles were measured after each step of the vibration-abrasive treatment using a microscope and an optical profilometer.
EN
In the paper a practical examples of objects from everyday life were presented with different meanings of form deviations for their functioning, such as: roundness deviation, cylindricity deviation, and the surface texture. For some of them, form deviations and the state of the surface texture are only of aesthetic importance, for others they determine their proper and reliable functioning.
PL
Przedstawiono praktyczne przykłady przedmiotów z życia codziennego o różnym dla ich funkcjonowania znaczeniu odchyłek kształtu, takich jak: odchyłka okrągłości i odchyłka walcowości, oraz struktury geometrycznej powierzchni. Dla niektórych z nich odchyłki kształtu oraz stan struktury geometrycznej powierzchni mają znaczenie wyłączenie estetyczne, w przypadku innych decydują o ich prawidłowym i niezawodnym funkcjonowaniu.
EN
The article evaluates the properties of oxide films: Al2O3 and TiO2, deposited using the ALD method on the Ti13Nb13Zr alloy. It presents the results of examining the geometrical structure of the surface, nanohardness and tribological tests. The surface’s geometrical structure was tested through optical microscopy, and nanohardness was determined using the instrumental indentation method with a Berkovich indenter. The modelling tribological tests were performed in a reciprocating motion under the conditions of technically dry friction and with lubrication using Ringer's solution. An analysis of the results of tribological tests indicates that the films were characterised by lower motion resistances and wear with respect to the Ti13Nb13Zr alloy. Hardness measurements indicate that, as a result of deposition of the films, the hardness increased by approximately 51% in the case of the Al2O3 film and by approximately 44% in the case of the TiO2 coating. The produced test results constitute a source of knowledge about the Ti13Nb13Zr alloy, oxide films and the possibilities of their potential application to low-load biotribological systems.
PL
W artykule dokonano oceny właściwości warstw tlenkowych: Al2O3 i TiO2 osadzonych metodą ALD na stopie Ti13Nb13Zr. Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni, nanotwardości oraz testów tribologicznych. Strukturę geometryczną powierzchni zbadano przy użyciu mikroskopii optycznej, a nanotwardość określono metodą instrumentalnej indentacji przy użyciu wgłębnika Berkovich’a. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz ze smarowaniem płynem Ringera. Analiza wyników badań tribologicznych wskazała, że powłoki charakteryzowały się mniejszymi oporami ruchu oraz zużyciem w odniesieniu do stopu Ti13Nb13Zr. Pomiary twardości wskazują, że w wyniku osadzenia powłok twardość wzrosła o około 51% w przypadku powłoki Al2O3 oraz o około 44% w przypadku powłoki TiO2. Uzyskane wyniki badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok tlenkowych oraz możliwości ich potencjalnego zastosowania w niskoobciążonych systemach biotribologicznych.
EN
The conduct of research on advanced tribological systems in order to determine the best solutions in terms of the durability and reliability of technical objects containing these systems requires a multifaceted and comprehensive approach due to the complexity of tribological processes occurring during operation. Observation of these processes is complicated and limited due to the inaccessibility of the friction zone. Therefore, progress in improving tribological characteristics is mainly determined by developing laboratory test methods. From the point of view of describing the tribological properties of the surface layer, the geometric structure of the surface (shape, waviness, roughness and surface defects), the structure of the physicochemical zones (microstructure, mechanical properties, physicochemical properties), and the ability to properly interact with the lubricant should be taken into account. Studies of advanced tribological systems should therefore include two complementary test methods, i.e., friction wear tests and surface layer tests (as manufactured and as operated). This paper presents a concept for research on advanced tribological systems and a justification for conducting complementary research on these systems, referring to selected examples (processing tools, joint implants, and dental implants). The research results are examples which illustrate the essence of conducting complementary research.
PL
Prowadzenie badań zaawansowanych systemów tribologicznych w celu określenia najlepszych rozwiązań pod względem trwałości i niezawodności obiektów technicznych zawierających te systemy wymaga wielowątkowego i kompleksowego podejścia ze względu na złożoność procesów tribologicznych zachodzących podczas eksploatacji. Obserwacja tych procesów jest skomplikowana oraz ograniczona z uwagi na niedostępność strefy tarcia. Dlatego postęp w poprawianiu charakterystyk tribologicznych determinowany jest głównie przez rozwój metod badań laboratoryjnych. Z punktu widzenia opisu właściwości tribologicznych warstwy wierzchniej należy brać pod uwagę zarówno strukturę geometryczną powierzchni (kształt, falistość, chropowatość i wady powierzchni), strukturę fizykochemicznych stref (mikrostruktura, właściwości mechaniczne, właściwości fizykochemiczne)oraz zdolność do właściwej interakcji ze środkiem smarowym. Badania zaawansowanych systemów tribologicznych powinny zatem obejmować dwie komplementarne metody badawcze, tj. badania tarciowo-zużyciowe oraz badania warstwy wierzchniej (wytworzonej i eksploatowanej). W pracy przedstawiono koncepcję badań zaawansowanych systemów tribologicznych oraz zasadność prowadzenia komplementarnych badań tych systemów, odnosząc się do wybranych przykładów (narzędzia obróbcze, implanty stawów, implanty stomatologiczne). Wyniki badań stanowią przykłady pokazujące istotę prowadzenia badań komplementarnych.
EN
The paper presents results obtained by SiC ceramic implementation for slide burnishing. Analyzes of the effect of the burnishing force and feed on selected surface texture parameters were conducted. The influence of technological parameters was assessed according to the analysis of variance. The burnishing force and feed affected most of the examined surface texture parameters in the analyzed ranges. Optimal values were found for the technological parameters. In most cases, the minimum of height parameters were achieved for 80 N of burnishing force and 0,063 mm/rev of feed. Limitations in the increase in the burnishing force were also found.
PL
W artykule przedstawiono wyniki uzyskane w badaniach nagniatania ślizgowego z zastosowaniem ceramiki SiC. Przeprowadzono analizy wpływu siły nagniatania i posuwu na wybrane parametry struktury geometrycznej powierzchni. Wpływ parametrów technologicznych oceniono na podstawie analizy wariancji. Siła nagniatania i posuw wpłynęły na większość badanych parametrów struktury geometrycznej powierzchni. Wyznaczono optymalne wartości parametrów technologicznych. W większości przypadków minimalne wartości parametrów wysokościowych osiągano dla siły nagniatania równej 80 N i przy posuwie równym 0,063 mm/obr. Zidentyfikowano również ograniczenia dotyczące maksymalnej siły nagniatania.
PL
Technologia elektrodynamicznego formowania metali wywołuje zmiany właściwości w kształtowanym materiale. Proces odkształcenia wywołuje zmiany kształtu i wymiarów liniowych, struktury materiałowej i geometrycznej powierzchni. W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań weryfikujących tezę jednorodności struktury geometrycznej powierzchni w obszarze odkształcenia plastycznego. Postawiona teza analizowana była pod kątem wybranego składnika struktury geometrycznej – chropowatości powierzchni.
EN
The technology of electrodynamic forming of metals causes changes in properties in the shaped material. The deformation process causes changes in the shape and linear dimensions, material structure and geometric surface. The article presents the results of the conducted research verifying the thesis of the homogeneity of the geometrical structure of the surface in the area of plastic deformation. The thesis was analyzed in terms of a selected component of the geometric structure - surface roughness.
EN
The quality of the geometric structure of a surface is influenced by factors such as the geometry of the cutting tool, the cutting conditions and the displacements in the tool-workpiece system. This paper describes the results of a study to analyse the influence of selected machining factors accompanying the face milling process on the geometric structure of the surface. During the machining tests, relative displacements in the T-W system were recorded, as well as the components of forces and moments of the face milling process for specimens made of grey cast iron. The tests were carried out on an AVIA VMC 800 milling centre, and the accuracy of the machined surface was checked. A Talysurf CCI - Lite Non-contact 3D Profiler, which was equipped with TalyMap Platinum software, was used to measure the geometric structure of the surface.
PL
Na jakość struktury geometrycznej powierzchni wpływają takie czynniki, jak: geometria narzędzia skrawającego, warunki skrawania oraz przemieszczenia w układzie narzędzie-przedmiot obrabiany. W artykule opisano wyniki badań, których celem była analiza wpływu wybranych czynników obróbki towarzyszących procesowi frezowania czołowego na strukturę geometryczną powierzchni. W trakcie prób skrawania rejestrowano przemieszczenia względne w układzie N-P oraz składowe sił i momentów procesu frezowania walcowo-czołowego próbek wykonanych z żeliwa szarego. Próby przeprowadzono na centrum frezarskim AVIA VMC 800. Sprawdzono dokładność wykonania powierzchni poddanej obróbce frezarskiej. Strukturę geometryczną powierzchni zmierzono profilometrem Talysurf CCI - Lite Non-contact 3D Profiler, wyposażonym w oprogramowanie TalyMap Platinum.
13
Content available remote Analiza struktury geometrycznej powierzchni stali X5CRNI18-10 po cięciu plazmowym
PL
W artykule skrótowo przedstawiono charakterystykę procesu cięcia strumieniem plazmy. Dała ona podstawę do analiz struktury geometrycznej powierzchni (SGP) przecięcia stali nierdzewnej X5CRNI18-10 po cięciu plazmowym. Na podstawie mikrotopografii zarejestrowanych bezstykową optyczną metodą triangulacji laserowej przeprowadzono szereg analiz (analiza wysp, analiza bruzd, histogram liczby wierzchołków) umożliwiających ocenę analizowanych powierzchni przecięcia. Dodatkowo ocenę uzupełniono obserwacjami metodą mikroskopii optocyfrowej.
EN
The article briefly presents the characteristics of the plasma jet cutting process. It gave the basis for the texture analyses of the X5CRNI18-10 stainless steel cut surface after plasma cutting. A number of analyses (island analysis, furrow analysis, histogram of the number of vertices) were carried out on the basis of microtopographies recorded with the non-contact optical laser triangulation method to evaluate the analyzed cut surfaces. In addition, the evaluation was complemented with opto-digital microscopy observations.
EN
The article is devoted to the assessment of the geometrical structure of the surface as well as the mechanical and tribological properties of the surface layers obtained in the process of ion implantation. The titanium alloy Ti6Al4V used in biotribological systems was implanted with nitrogen and argon ions. Investigations of the geometrical structure of the surface before and after the tribological tests were carried out using confocal microscopy. The hardness of the tested materials was determined by the instrumental indentation method using a Vickers indenter. A nanotribometer was used for tribological tests. The tests were carried out in a reciprocating motion under conditions of technically dry friction and friction with the lubrication of Ringer's solution. SEM scanning microscopy was used to determine the width of the wear pattern and the wear mechanism. The conducted research showed that the hardness of the tested materials increased as a result of ion implantation. The tribological tests showed that the use of ion implantation improves the tribological properties, and the dominant wear mechanism was abrasive wear.
PL
Artykuł poświęcony jest ocenie struktury geometrycznej powierzchni oraz właściwości mechanicznych i tribologicznych warstw wierzchnich uzyskiwanych w procesie implantacji jonowej. Stop tytanu Ti6Al4V stosowany systemach biotribologicznych implantowano jonami azotu i argonu. Badania struktury geometrycznej powierzchni przed i po testach tribologicznych przeprowadzano przy użyciu mikroskopii konfokalnej. Twardość badanych materiałów wyznaczano metodą instrumentalnej indentacji przy zastosowaniu wgłębnika Vickersa. Do testów tribologicznych wykorzystano nanotribometr. Badania realizowano w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem Ringera. Mikroskopię skaningową SEM wykorzystano do określenia szerokości śladu wytarcia oraz mechanizmu zużywania. Przeprowadzone badania wykazały, że w wyniku implantacji jonowej nastąpił wzrost twardości badanych materiałów. Testy tribologiczne wskazały, że zastosowanie implantacji jonowej wpływa na poprawę właściwości tribologicznych, a dominującym mechanizmem zużywania było zużycie ścierne.
PL
W artykule zaprezentowano wpływ parametrów nagniatania hydrostatycznego na wybrane parametry topografii powierzchni. Badania wykazały, że w wyniku zastosowania nagniatania hydrostatycznego uzyskano znaczącą redukcję parametrów wysokościowych powierzchni po procesie frezowania.
EN
The article presents the influence of hydrostatic ball burnishing parameters on selected surface topography parameters. Studies have shown that as a result of the use of hydrostatic ball burnishing, a significant reduction in surface height parameters after the milling process was obtained.
EN
In this paper an initial verification of the influence of a cooling-lubrication liquid or its lack on the geometric surface structure of machine components undergoing the process of machining were presented. It has been proposed to use the degree of isotropy of the finish surfaces, apart from commonly used roughness parameters, for the evaluation of changes in the quality of components machined in different cooling and lubrication conditions. In this study, the usefulness of the degree of isotropy for a description of the surface geometric structure characteristics has been verified.
PL
W artykule przedstawiono wstępną weryfikację wpływu cieczy chłodząco-smarującej lub jej braku na strukturę geometryczną powierzchni elementów maszyn poddanych obróbce skrawaniem. Do oceny jakości elementów obrabianych w różnych warunkach chłodzenia i smarowania, oprócz powszechnie stosowanych parametrów chropowatości, zaproponowano wykorzystanie stopnia izotropowości powierzchni. Stwierdzono przydatność tego parametru do wyznaczania charakterystyki struktury geometrycznej powierzchni.
EN
The article presents the research on the impact of slide burnishing process carried out with use of various ceramics on friction and wear of steel elements. In addition, surfaces after grinding, lapping and polishing processes were tested. The tribological couple was made of steel discs, toughened to a hardness of 40 ± 2 HRC, and balls made of 100Cr6 steel with a hardness of 62 HRC. The tests were carried out at three sliding speeds: 0.16 m/s, 0.32 m / s and 0.48 m/s. The research proved the possibility of improving selected tribological properties of friction pairs thanks to the use of slide burnishing process and also allowed to establish a number of relationships between the parameters characterizing the surface topography and the tribological parameters.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu procesu nagniatania ślizgowego realizowanego z wykorzystaniem różnych ceramik na wielkość zużycia oraz siłę tarcia elementów stalowych. Dodatkowo badaniom poddano powierzchnie po procesach szlifowania, docierania oraz polerowania. Skojarzenie materiałowe stanowiły tarcze stalowe ulepszone cieplnie do twardości 40±2 HRC oraz kulki ze stali100Cr6 o twardości 62 HRC. Badania zrealizowano przy trzech prędkościach poślizgu: 0,16 m/s, 0,32 m/s oraz 0,48 m/s. Badania udowodniły możliwość poprawy wybranych właściwości tribologicznych par trących dzięki zastosowaniu procesu nagniatania ślizgowego a także pozwoliły na ustalenie szeregu zależności pomiędzy parametrami charakteryzującymi strukturę geometryczną powierzchni oraz parametrami tribologicznymi.
EN
This article presents the possibility of using the replication method to measure selected parameters of the surface geometry. The results of the tests obtained while measuring the replica and surface of the tested object are presented. The obtained results indicate the suitability of using RepliSet F5 to measure the roughness parameters (Ra and Rz), microgeometry tool, and grinding wheel. It has been proven that the replication method using the RepliSet F5 is suitable for chosen parameters of roughness and tool microgeometry measurements. However, it is not suitable for measuring the porosity of a grinding wheel.
EN
The paper discusses the results of experimental research on DLC type diamond coating a-C:H obtained by the technique of physical vapour deposition from PVD on titanium alloy Ti13Nb13Zr. Calotest and an optical microscope were used to determine the thickness of the obtained coating. The nano-hardness of uncoated and with a-C:H coating was determined by the indentation method using a Berkovich indenter. The geometric structure of the surface before and after tribological tests was assessed using a confocal microscope with an interferometric mode. Tests of the resistance of test materials to tribological wear were performed on a tribometer in reciprocating motion under technically dry friction, and friction with lubrication with an artificial blood solution and Ringer’s solution. Tests carried out for the combination of a 6 mm diameter Al2O3 ball-Ti13Nb13Zr titanium alloy disc without and with the DLC coating applied. The results obtained during the tests showed that the use of the DLC coating increases the hardness five times and reduces the friction. In the case of technically dry friction, the coefficient of friction decreased by 70%, the solution of artificial blood by 50%, and in the case of Ringer’s solution by 90%, in comparison with the results obtained for the Ti13Nb13Zr alloy.
PL
W pracy omówiono wyniki eksperymentalnych badań powłoki diamentopodobnej DLC typu a-C:H otrzymywanej techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na stopie tytanu Ti13Nb13Zr. Do określenia grubości otrzymanych powłoki posłużył kulotester oraz mikroskop optyczny. Nanotwardość elementów bez powłoki oraz z powłoką a-C:H wyznaczono metodą indentacyjną przy użyciu wgłębnika Berkovicha. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych oceniano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Badania odporności materiałów testowych na zużycie tribologiczne przeprowadzono na tribometrze w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi i roztworem Ringera. Obecność płynu miała na celu symulowanie naturalnych warunków tribologicznych występujących w ciele człowieka. Testy zrealizowano dla skojarzenia: kulka z Al2O3 – tarcza ze stopu tytanu Ti13Nb13Zr bez oraz z naniesioną powłoką DLC. Otrzymane wyniki badań wskazały, że zastosowanie powłoki DLC spowodowało 5-krotne zwiększenie twardości oraz zmniejszenie oporów ruchu par trących we wszystkich zastosowanych warunkach tarcia. W przypadku tarcia technicznie suchego wartość współczynnika tarcia zmniejszyła się o 70%, roztworu sztucznej krwi o 50%, a w przypadku roztworu Ringera o 90% w porównaniu z wynikami uzyskanymi dla stopu Ti13Nb13Zr. Wyniki uzyskane podczas badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok diamentopodobnych oraz ich potencjalnego zastosowania w systemach biotribologicznych.
PL
Celem niniejszej pracy była ocena zużycia biomateriałów tytanowych stosowanych na elementy endoprotezy stawu biodrowego. Materiałem do badań były próbki z tytanu i jego stopów: Ti grade 4, Ti6Al7Nb i Ti13Nb13Zr. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego, tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi oraz roztworem Ringera. Przeciwpróbką w badanych węzłach tarcia była kulka z Al2O3 o średnicy 6 mm. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarcia po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia powierzchni próbek i przeciwpróbek. Najmniejsze współczynniki tarcia spośród wszystkich badanych skojarzeń materiałowych uzyskano dla skojarzenia materiałowego– stop Ti13Nb13Zr-Al2O3. Analiza SEM wykazała, że w wyniku procesu zużywania generowane były liczne rysy i bruzdy. Powstały one na skutek przemieszczania się luźnych produktów zużycia w obszarze wytarcia. Dla wszystkich badanych materiałów zaobserwowano spiętrzenie obrzeży krawędzi śladów wytarcia świadczące o ściernym mechanizmie zużycia. Podczas testów tarciowych badanych skojarzeń materiałowych najbardziej zużywającym się materiałem była tytanowa tarcza. W przypadku stopów Ti6Al7Nb oraz Ti13Nb13Zr zarejestrowano porównywalne zużycie bez względu na warunki prowadzenia testów (TDF, AB, RS). Analiza otrzymanych wyników badań tribologicznych wykazała, że skojarzeniem, dla którego zarejestrowano najmniejsze zużycie pary trącej (próbki i przeciwpróbki), było skojarzenie materiałowe Ti6Al7Nb-Al2O3.
EN
The aim of this study was to evaluate the wear and tear of titanium biomaterials used for hip endoprosthesis. The test materials were samples of titanium and its alloys: Ti grade 4, Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr. Model tribological tests were carried out in reciprocal motion under conditions of technically dry friction, friction with lubrication provided by an artificial blood solution and Ringer's solution. A 6 mm in diameter Al2O3 ball was used as a counter-sample in the friction pairs. After tribological tests, traces of wear were inspected using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to evaluate the wear of the surface of samples and counter-samples. The lowest friction coefficients among all the material associations were obtained for the Ti13Nb13Zr-Al2O3 alloy. SEM analysis has shown that as a result of the wear process, numerous scratches and grooves were generated. They were created as a result of loose products of wear moving around in the friction area. For all tested materials, a pile-up of the wear edges was observed, which indicates an abrasive wear mechanism. During the friction tests of the tested material associations, the titanium disc proved to be the most wearing material. For Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr alloys, comparable wear was recorded regardless of the test conditions (TDF, AB, RS). The analysis of the obtained tribological results showed that the material association for which the lowest wear of friction pair (sample and countersample) recorded was Ti6Al7Nb-Al2O3.
first rewind previous Strona / 12 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.